Semiconductor laser: matang sa lalang, ang operating baruganan, ang paggamit sa

Semiconductor laser mga quantum generator base semiconductor aktibo nga medium, diin ang Optical ginansiya pinaagi sa nakapukaw emission ang gibuhat sa sa transisyon tali sa quantum nga lebel sa enerhiya sa usa ka taas nga konsentrasyon sa libre nga bayad carriers sa maong dapit.

Semiconductor laser: baruganan sa operasyon

Kasagaran, ang kadaghanan sa mga electron nga nahimutang sa ibabaw sa lebel sa valency. Atol sa pamaagi photon sa enerhiya sa hilabihan gayud sa enerhiya nga pundok gintang, sa usa ka semiconductor, mga electron moabut ngadto sa kahimtang sa eksaytasyon, ug sa paglapas sa gidili nga zone, pagbalhin ngadto sa usa ka libre nga zone, nagakonsentrar sa iyang ubos nga ngilit. Dungan nga, usa ka lungag nag-umol sa ang-ang sa Valence, sa pagbangon sa iyang ibabaw nga utlanan. Ang mga electron sa free zone recombine uban sa mga buslot, nagdan-ag enerhiya sama sa kusog sa mga busgak zone, diha sa porma sa photon. Recombination mahimong mapalambo pinaagi photon uban sa igo nga ang-ang sa enerhiya. Sa gidaghanon nga paghulagway katumbas sa-apod-apod function Fermi.

device

Ang semiconductor laser device mao ang usa ka laser diode pumped electron enerhiya ug buslot sa maong dapit p-n-transisyon - ang punto sa kontak uban sa mga conductive semiconductor p- ug n-type. Dugang pa, adunay mga semiconductor laser uban sa optical enerhiya input sa diin ang mga pinutol nga kahoy nga nag-umol sa pagsuyup sa mga photon sa kahayag ug quantum pagbusay mga laser, nga gibase sa kausaban sa sulod sa mga zones.

gambalay

Tipikal nga compounds nga gigamit sa semiconductor laser ug uban pang mga optoelectronic lalang, ingon sa mosunod:

• gallium arsenide;
• gallium phosphide;
• gallium nitride;
• indium phosphide;
• indium gallium arsenide;
• gallium aluminum arsenide;
• gallium-indium-gallium nitride;
• phosphide, gallium-indium.

wavelength

Kini nga mga mga elemento - direkta-gintang conductor. Indirect- (silicon) dili emit kahayag uban sa igo nga kusog ug efficiency. Ang wavelength sa sa radiation sa diode laser agad sa kusog sa mga photon enerhiya moduol sa panon sa mga sundalo gintang sa partikular nga compound. Ang 3- ug 4-component semiconductor compounds sa enerhiya panon sa mga sundalo gintang mahimong padayon nga lain-laing ibabaw sa usa ka halapad nga-laing. Sa AlGaAs = Al _x Gal _1-x Samtang, alang sa panig-ingnan, sa pagdugang sa aluminum sulod (pagtaas sa x) ang epekto sa pagtaas sa enerhiya panon sa mga sundalo gintang.

Samtang ang labing komon nga semiconductor laser operate sa haduol infrared bahin sa kolor, ang uban emit pula nga (gallium indium phosphide), sa azul o purpura (gallium nitride) kolor. Average infrared semiconductor laser (lead selenide) ug quantum pagbusay laser.

organic nga conductor

Gawas pa sa ibabaw organikong compounds mahimong gamiton ug organic. Tukma nga teknolohiya mao ang pa sa ilalum sa kalamboan, apan ang development nagsaad sa kamahinungdanon pagpakunhod sa gasto sa produksyon sa mga laser. Busa sa halayo, lamang naugmad sa organic laser uban sa optical enerhiya input ug high-performance electric pump wala pa makab-ot.

sakop sa henero nga

Pinaagi sa usa ka plural sa semiconductor laser uban sa lain-laing mga lantugi ug paggamit bili.

Gamay nga laser diodes og usa ka sagbayan sa mga high-kalidad nga mekanikal nga radiation kansang gahum han-ay gikan sa usa ka pipila ka gatus ka ngadto sa lima ka gatus ka milliwatts. ang laser diode chip mao ang usa ka manipis nga rectangular nga plate, nga nag-alagad ingon nga usa ka waveguide, sukad sa radiation limitado ngadto sa usa ka gamay nga luna. Crystal sabog sa duha ka kilid sa paghimo sa usa ka PN-transition sa usa ka dako nga lugar. Ang pinasinaw nga tumoy paghimo sa usa ka Optical pangpalanog sa usa ka Fabry - Perot interferometer. Photon miagi sa lungag sa hinungdan sa recombination radiation molambo, ug magsugod sa kaliwatan. Sila gigamit sa laser pointer, CD- ug DVD-players, ingon man usab sa fiber optic.

Ubos nga gahum laser ug lig-on nga mga laser uban sa usa ka eksternal nga lungag alang sa pagmugna sa mubo nga pulses mahimong pagpahiangay sa mga panghitabo.

semiconductor laser uban sa usa ka eksternal nga lungag naglangkob sa usa ka laser diode, nga pasundayag sa usa ka papel sa mga komposisyon sa mga ganancia medium sa dugang nga laser-pangpalanog. Makahimo sa pag-usab sa wavelength ug usa ka pig-ot nga emission panon sa mga sundalo.

Indeyksiyon laser mga semiconductor rehiyon sa radiation sa usa ka halapad nga panon sa mga sundalo, mahimong makamugna og usa ka ubos nga kalidad pinutol nga kahoy nga gahum sa pipila ka mga Watts. Kini naglangkob sa usa ka manipis nga aktibo nga layer ilabay sa taliwala sa mga p- ug n-layer, pagtukod sa usa ka double heterojunction. Ang mekanismo sa pagkabilanggo sa kahayag sa lateral direksyon mao ang nawala, nga moresulta sa taas nga pinutol nga kahoy ellipticity ug unacceptably hatag-as nga pultahan sulog.

Gamhanan nga diode arrays, nga naglangkob sa usa ka gubat sa diodes, broadband, makahimo sa og usa ka sagbayan sa mediocre kalidad gahum sa napulo sa mga watts.

Gamhanan nga duha-ka-dimensional arrays sa diodes mahimong makamugna og usa ka gahum sa gatusan ka libo nga mga watts.

Nawong-emitting laser (VCSEL) emitting sa kahayag output pinutol nga kahoy nga kalidad sa pipila milliwatts tindog sa plato. Sa radiation nawong sa pangpalanog samin gigamit diha sa porma sa sapaw, mga haklap sa mga dynes ¼ tinabyog sa lain-laing mga refractive lab-a. Sa usa ka chip mahimong gihimo sa pipila ka gatus ka mga laser, nga abli sa posibilidad sa masa sa produksyon.

P VECSEL laser Optical enerhiya input ug sa usa ka eksternal nga pangpalanog makahimo sa pagmugna sa usa ka likisan sa maayo nga kalidad nga gahum sa pipila ka watts sa usa ka locking mode.

Buhat semiconductor laser matang quantum pagbusay base sa pagbalhin sa sulod sa mga higot (lahi sa sa interband). Kini nga mga mga lalang emit sa tunga-tunga rehiyon sa infrared kolor, usahay sa laing terahertz. Sila gigamit, alang sa panig-ingnan, sama sa gas analyzers.

Semiconductor laser: ang aplikasyon ug sa nag-unang mga bahin sa

High-gahum sa diode laser uban sa kaayo kuryente pumped sa kasarangan voltages nga gigamit ingon nga kaayo epektibo nga paagi sa supplying enerhiya lig-on nga mga laser estado.

Semiconductor laser molihok diha sa usa ka dako nga-laing mga frequency nga naglakip sa makita, duol sa infrared ug tunga infrared nga bahin sa kolor. Gilalang mga lalang nga usab-usab sa izducheniya frequency.

Laser diodes dali switch ug modulate sa Optical nga gahum nga gigamit diha sa fiber optic linya sa komunikasyon transmitters.

Kini nga mga kinaiya gihimo semiconductor laser mao teknolohiya sa labing importante nga matang sa maser. Sila gigamit:

• sa usa ka telemetry sensor, pyrometers, optical altimeter, rangefinders, talan-awon, holography;
• sa fiber optical sistema sa transmission ug data storage, kataronganon sistema sa komunikasyon;
• laser printers, video projector, pointers, bar code scanner, larawan scanner, CD-players (DVD, CD, Blu-Ray);
• sa sistema sa seguridad, quantum cryptography, automation, indicators;
• sa optical metrology ug spectroscopy;
• sa operasyon, Dentistry, cosmetology, therapy;
• sa tubig paghinlo, materyal nga pagdumala, pumping sa lig-on nga mga laser nga kahimtang, sa pagkontrolar sa reaksiyon sa mga kemikal sa industriyal nga paglain-lain, sa industriya makinarya, ignition sistema, ug sa hangin sa depensa sistema sa.

pulso output

Kadaghanan sa semiconductor laser og sa usa ka padayon nga pinutol nga kahoy. Tungod sa mubo nga pinuy-anan sa panahon sa mga electron sa ang-ang conduction sila dili kaayo angay alang sa pagmugna sa usa ka Q-mibalhin pulses, apan quasi-padayon nga paagi sa operasyon mahimo kamahinungdanon sa pagdugang sa quantum generator gahum. Dugang pa, semiconductor laser mahimong gamiton alang sa kaliwatan sa ultrashort pulso mode-giyawihan o pagbalhin sa ganancia. Average nga gahum mubo nga pulses, kasagaran limitado sa usa ka pipila ka mga milliwatts gawas VECSEL-optically pumped laser, nga output wattage gisukod picosecond pulses sa usa ka frequency sa mga napulo sa gigahertz.

Modulasyon ug stabilization

Ang pagpahimulos sa mubo nga pinuy-anan electron sa conduction panon sa semiconductor laser mao ang abilidad-usab sa mga hatag-as nga frequency nga VCSEL-laser molabaw 10 GHz. Kini nga gigamit sa optical transmission data, spectroscopy, laser stabilization.